教科版选修35 第三章 2放射性　衰变 课件（50张）.pptx

2放射性衰变 第三章原子核 学习目标 1 了解放射性的发现 知道什么是放射性和天然放射性 2 知道三种射线的种类性质 3 知道衰变及两种衰变的规律 能熟练写出衰变方程 4 了解半衰期的概念及有关计算 内容索引 重点探究启迪思维探究重点 达标检测检测评价达标过关 自主预习预习新知夯实基础 自主预习 一 天然放射现象1 1896年 法国物理学家发现铀化合物能放出某种射线使密封完好的照相底片感光 这种性质称为放射性 后来 物理学家又相继发现了放射性元素钋和镭 2 放射性元素自发地发出射线的现象 叫天然放射现象 天然放射现象说明原子核具有复杂结构 3 自然界中多种元素都能自发地放出射线 原子序数的元素都具有放射性 较轻的元素有些也具有放射性 亨利 贝克勒尔 居里夫妇 大于或等于83 二 衰变1 放射性衰变 放射性元素是不稳定的 它们会自发地蜕变为 同时放出 这种现象为放射性衰变 2 衰变形式 常见的衰变有两种 放出的衰变为 衰变 放出 的衰变为 衰变 而是伴随 射线或 射线产生的 3 衰变方程举例 另一种元 粒子 射线 射线 素 4 原子核衰变前 后和均守恒 质量数 电荷数 粒子 三 三种射线的性质1 射线 带正电的 粒子流 粒子是 射线的速度只有光速的 穿透能力 一张薄薄的或一层裹底片的黑纸 都能把它挡住 2 射线 带电的 它的速度 穿透力 在空气中可以走几十米远 而碰到几毫米厚的就不能穿过了 3 射线本质上是一种 穿透力极 能穿过厚的混凝土和铅板 氦原子核 10 铝箔 负 弱 电子流 很快 波长极短的电磁波 强 强 铝片 四 半衰期1 半衰期 放射性元素的原子核有发生衰变所需要的时间 叫做这种元素的 2 半衰期是原子核衰变的统计规律 反映放射性元素衰变的 3 半衰期是由的因素决定的 跟原子所处的和没有关系 半数 半衰期 快慢 大量 原子核自身 化学状态 外部条件 即学即用 1 判断下列说法的正误 1 射线实际上就是氦原子核 射线具有较强的穿透能力 2 原子核在衰变时 它在元素周期表中的位置不变 3 同种放射性元素 在化合物中的半衰期比在单质中长 4 放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关 它是一个统计规律 只对大量的原子核才适用 5 氡的半衰期是3 8天 若有4个氡原子核 则经过7 6天后只剩下一个氡原子核 答案 2 碘131的半衰期约为8天 若某药物含有质量为m的碘131 经过32天后 该药物中碘131的含量大约还有 答案 解析 重点探究 导学探究 如图1为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图 一 天然放射现象和三种射线 图1 1 射线向左偏转 射线向右偏转 射线不偏转说明了什么 答案说明 射线带正电 射线带负电 射线不带电 答案 2 粒子的速度约为 粒子速度的十分之一 但 射线的偏转半径大于 射线的偏转半径说明什么问题 答案 知识深化 1 三种射线的实质 射线 粒子流 带2e的正电荷 射线 高速电子流 带e的负电荷 射线 光子流 高频电磁波 不带电 2 三种射线在电场中和磁场中的偏转 1 在匀强电场中 射线不发生偏转 做匀速直线运动 粒子和 粒子沿相反方向做类平抛运动 在同样的条件下 粒子的偏移大 如图2所示 图2 2 在匀强磁场中 射线不发生偏转 仍做匀速直线运动 粒子和 粒子沿相反方向做匀速圆周运动 且在同样条件下 粒子的轨道半径小 如图3所示 图3 3 元素的放射性 1 一种元素的放射性与其是单质还是化合物无关 这就说明射线跟原子核外电子无关 2 射线来自于原子核说明原子核内部是有结构的 例1如图4所示 r是一种放射性物质 虚线框内是匀强磁场 ll 是厚纸板 mm 是荧光屏 实验时 发现在荧光屏的o p两点处有亮斑 由此可知磁场的方向 到达o点的射线种类 到达p点的射线种类应属于下表中的 解析 图4 答案 解析r放射出来的射线共有 三种 其中 射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转 射线不偏转 故打在o点的应为 射线 由于 射线穿透本领弱 不能射穿厚纸板 故到达p点的应是 射线 依据 射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里 1 对放射性和射线的理解 1 一种元素的放射性 与其是单质还是化合物无关 这说明一种元素的放射性和核外电子无关 2 射线来自于原子核 说明原子核是可以再分的 2 对三种射线性质的理解 1 射线带正电 射线带负电 射线不带电 射线 射线是实物粒子 而 射线是光子流 属于电磁波的一种 2 射线 射线都可以在电场或磁场中偏转 但偏转方向不同 射线则不发生偏转 3 射线穿透能力弱 射线穿透能力较强 射线穿透能力最强 而电离本领相反 针对训练1天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图5所示 由此可推知a 来自于原子核外的电子b 的电离作用最强 是一种电磁波c 的电离作用较强 是一种电磁波d 的电离作用最弱 是一种电磁波 解析 图5 答案 解析 射线能被一张纸挡住 说明它的穿透能力较差 射线是 射线 射线是高速运动的氦核流 它的穿透能力差 电离作用最强 选项b错误 射线的穿透能力较强 说明它是 射线 射线是高速电子流 射线来自原子核 不是来自原子核外的电子 选项a错误 射线的穿透能力最强 能够穿透几厘米厚的铅板 射线是 射线 射线的电离作用最弱 穿透能力最强 它是能量很高的电磁波 故选项c错误 d正确 导学探究 如图6为 衰变 衰变示意图 二 原子核的衰变规律与衰变方程 图6 1 当原子核发生 衰变时 原子核的质子数和中子数如何变化 答案 衰变时 质子数减少2 中子数减少2 答案 2 当发生 衰变时 新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少 新核在元素周期表中的位置怎样变化 答案 衰变时 核电荷数增加1 新核在元素周期表中的位置向后移动一位 知识深化 1 衰变种类 实质与方程 实质 原子核中 2个中子和2个质子结合得比较牢固 有时会作为一个整体从较大的原子核中被释放出来 这就是放射性元素发生的 衰变现象 实质 原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即 粒子 使电荷数增加1 衰变不改变原子核的质量数 其转化方程为 3 射线经常是伴随 衰变和 衰变产生的 2 确定原子核衰变次数的方法与技巧 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 a a 4n z z 2n m 由此可见 确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组 2 技巧 为了确定衰变次数 一般先由质量数的改变确定 衰变的次数 这是因为 衰变次数的多少对质量数没有影响 然后根据衰变规律确定 衰变的次数 1 一共经过几次 衰变和几次 衰变 解析 答案86 答案 解析设衰变为经过x次 衰变和y次 衰变 由质量数守恒和电荷数守恒可得238 206 4x 92 82 2x y 联立 解得x 8 y 6 即一共经过8次 衰变和6次 衰变 答案1022 解析由于每发生一次 衰变质子数和中子数均减少2 每发生一次 衰变中子数减少1 而质子数增加1 解析 答案 3 综合写出这一衰变过程的方程 解析 答案 1 衰变方程的书写 衰变方程用 而不用 表示 2 衰变次数的判断技巧 1 衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒 2 每发生一次 衰变质子数 中子数均减少2 3 每发生一次 衰变中子数减少1 质子数增加1 解析 答案 解析 答案 导学探究 1 什么是半衰期 对于某个或选定的几个原子核能根据该种元素的半衰期预测它的衰变时间吗 三 对半衰期的理解和有关计算 答案半衰期是一个时间 是某种放射性元素的大量原子核有半数发生衰变所用的时间的统计规律 故无法预测单个原子核或几个特定原子核的衰变时间 答案 2 某放射性元素的半衰期为4天 若有10个这样的原子核 经过4天后还剩5个 这种说法对吗 答案半衰期是放射性元素的大量原子核衰变时所遵循的统计规律 不能用于少量的原子核发生衰变的情况 因此 经过4天后 10个原子核有多少发生衰变是不能确定的 所以这种说法不对 答案 知识深化 1 半衰期 表示放射性元素衰变的快慢 2 半衰期公式 n余 m余 式中n原 m0表示衰变前的原子数和质量 n余 m余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量 t表示衰变时间 t1 2表示半衰期 3 适用条件 半衰期是一个统计概念 是对大量的原子核衰变规律的总结 对于一个特定的原子核 无法确定其何时发生衰变 半衰期只适用于大量的原子核 4 应用 利用半衰期非常稳定的特点 可以测算其衰变过程 推算时间等 例3 多选 关于放射性元素的半衰期 下列说法正确的是a 原子核全部衰变所需要的时间的一半b 原子核有半数发生衰变所需要的时间c 相对原子质量减少一半所需要的时间d 元素质量减半所需要的时间 解析放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫做这种元素的半衰期 它与原子核全部衰变所需要的时间的一半不同 放射性元素发生衰变后成为一种新的原子核 原来的放射性元素原子核的个数不断减少 当原子核的个数减半时 该放射性元素的原子核的总质量也减半 故选项b d正确 答案 解析 例4放射性同位素14c被考古学家称为 碳钟 它可以用来判定古生物体的年代 此项研究获得1960年诺贝尔化学奖 1 宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后 会形成不稳定的 它很容易发生衰变 放出 射线变成一个新核 其半衰期为5730年 试写出14c的衰变方程 答案 解析 2 若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的25 则此遗骸距今约有多少年 答案11460年 答案 解析 1 半衰期由核内部自身的因素决定 与原子所处的化学状态和外部条件都无关 2 半衰期是一个统计规律 适用于对大量原子核衰变的计算 对于少数原子核不适用 针对训练3大量的某放射性元素经过11 4天有的原子核发生了衰变 该元素的半衰期为a 11 4天b 7 6天c 5 7天d 3 8天 解析 答案 可知该放射性元素经过了3个半衰期 即可算出半衰期是3 8天 故d正确 达标检测 1 天然放射现象的认识 多选 下列哪些现象能说明射线来自原子核a 三种射线的能量都很高b 射线的强度不受温度 外界压强等物理条件的影响c 元素的放射性与所处的化学状态 单质 化合态 无关d 射线 射线都是带电的粒子流 解析能说明射线来自原子核的证据是元素的放射性与其所处的化学状态和物理状态无关 b c正确 答案 解析 1 2 3 4 5 2 三种射线的特性 多选 天然放射性物质的射线包含三种成分 下列说法中正确的是a 射线的本质是带正电的 粒子流b 射线是不带电的光子流c 三种射线中电离作用最强的是 射线d 一张厚的黑纸可以挡住 射线 但挡不住 射线和 射线 答案 解析 1 2 3 4 5 解析 射线的本质是带正电的 粒子流 射线是高速电子流 a正确 b错误 三种射线中电离作用最强的是 射线 c错误 一张厚的黑纸可以挡住 射线 但挡不住 射线和 射线 d正确 1 2 3 4 5 3 原子核的衰变 下列说法中正确的是a 衰变放出的电子来自组成原子核的电子b 衰变放出的电子来自原子核外的电子c 衰变说明原子核中含有 粒子d 射线总是伴随其他衰变发生 它的本质是电磁波 答案 解析 1 2 3 4 5 解析原子核发生 衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子 a b错误 射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起从原子核中释放出来 射线总是伴随其他衰变发生 它的本质是电磁波 故c错误 d正确 1 2 3 4 5 4 半衰期 下列有关半衰期的说法正确的是a 放射性元素的半衰期越短 表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短 衰变速度越快b 放射性元素的样品不断衰变 随着剩下的未衰变原子核的减少 元素半衰期也变长c 把放射性元素放在密封的容器中 可以减慢放射性元素的衰变